杭锦旗区块两种集气工艺的建设投资与成本分析

田 绘 杰

(中石化华北油气分公司石油工程技术研究院， 郑州 450000)

杭锦旗区块两种集气工艺的建设投资与成本分析

田 绘 杰

(中石化华北油气分公司石油工程技术研究院， 郑州 450000)

鄂尔多斯盆地北部气田主要应用两种集气工艺，分别是大牛地气田和靖边气田采用的高压集气工艺，以及苏里格气田采用的中(低)压集气工艺。针对这两种集气工艺的应用情况进行优缺点分析。以产能建设方案为例，从投资和成本的经济角度分析杭锦旗区块在不同集气工艺下的应用差异。最后确认中(低)压集气工艺更具经济优势。

杭锦旗区块； 高压集气工艺； 中(低)压集气工艺； 井下节流

华北油气分公司杭锦旗区块位于内蒙古境内的鄂尔多斯盆地伊盟北部隆起杭锦旗断阶。该区气藏具有低渗、低压、低丰度、低产出的特点；气候属于典型的中温带半干旱高原大陆性气候，十月初上冻，次年四月解冻，全年大部分时间受西伯利亚及外蒙古高原气流控制；地势南高北低、东高西低，地形地貌由黄河冲积平原、沙地沙漠、波状高平原和砒砂岩丘陵镶嵌排列构成。杭锦旗区块于2011年进入勘探开发阶段，目前已探明天然气探明储量为162.87亿m3，已控制储量为5 321.09亿m3。

根据集气管网压力不同，可将地面集气工艺分为高压、中(低)压、负压集气工艺。鄂尔多斯盆地北部气藏采用的地面集气工艺主要是高压和中(低)压集气工艺。中石化华北油气分公司大牛地气田和中石油长庆油田分公司靖边气田采用的高压集气工艺；中石油长庆油田分公司苏里格气田采用的中(低)压集气工艺。

1 大牛地气田高压集气工艺

所谓高压集气工艺是指井口出来的高压气流不经过加热和节流而直接输送到集气站，在集气站内再完成其他工艺处理。这样可以充分利用气藏压力能，简化后续工艺，减少投资[1]。

大牛地气田采用的高压集气工艺流程主要包括多井高压进站、站内节流、低温分离、轮换计量、集中注醇、含甲醇凝液集中处理。图1所示为高压集气工艺流程示意图。该工艺的优点是，流程简单，无须进行设备维护，可以实现井口无人值守，便于自动控制和管理，并能有效控制天然气露点。其缺点是，井口设备及地面集气管线压力高，安全风险较大，每口井需要单独铺设注醇管线，集气半径较小；所含甲醇为有毒物质，对生产措施的安全性要求较高，存在一定的职业健康危害风险。该工艺在中后期仍然会转向“中低压集气，停醇采气，降压开采，增压外输，二级脱水”的策略。

图1 高压集气工艺主要流程示意图

2 苏里格气田中(低)压集气工艺

苏里格气田通过前期不同集气工艺试验，最终形成了适应自身特色的中(低)压集气工艺模式，其流程包括井下节流、井口不加热、不注醇、管线不保温、中压气、带液计量、井间串接、常温分离、二级增压、集中处理。图2所示为中(低)压集气工艺主要流程示意图。该工艺在井口不设置加热炉，无注醇系统，井口及采气管道均不需要保温、注醇，简化了水合物防治工艺。工艺的优点是，集气半径大，管网压力低，可以多井串接，节约投资；其缺点是，井下工具有失效风险，管网复杂，管理难度大，天然气露点控制不达标，需要进行二次脱水。

3 建设投资对比分析

根据杭锦旗区块气藏特征，地面集输工艺既可以采用大牛地气田高压集气工艺，也可以采用苏里格气田中(低)压集气工艺。

预计杭锦旗区块“十三五”期间新建产能达20×108m3以上，有214口井，假设在2017年将完成产能规模达15×108m3的建设工程。根据此数据比较其采用高压集气工艺和中(低)压集气工艺的建设投资情况。其中，高压集气工艺建设投资金额参照大牛地气田投资金额，中(低)压集气工艺建设投资金额参照苏里格气田投资金额。表1所示为杭锦旗两种集气工艺建设工程量对比。

图2 中(低)压集气工艺主要流程示意图

相较于高压集气工艺，中(低)集气工艺缩减了很多工程建设项目，可节约建设投资金额4亿元人民币，降低了8%的开发总成本，其中地面成本下降了30%。两种工艺的投资差别主要体现在以下几个方面。

(1) 井场设备。相对于高压集气工艺而言，中(低)集气工艺在井场增加了井下节流器。每套井下节流器的费用为人民币4万元左右，使用年限为3～5年，且需配套紧急截断阀等设备，单个井场平均增加投资人民币6万元左右。

(2) 采气管线。高压集气工艺的单井管线采用了辐射状布置，管线设计压力为23 MPa，管径多采用DN40和DN50型，集气半径多在5 km以下；而中(低)压集气工艺的井站之间采用低压串联集气，管线设计压力为6 MPa，管径不小于DN50，集气半径可控制在8～10 km。由于集气半径扩大，中(低)集气工艺相对可缩短采气管线约100 km，且高压气的集气管材压力级别高于低压集气管材压力级别，采气管线共计可节约建设投资资金约1.1亿元人民币。

(3) 集气站场和集中处理站。根据中(低)压集气工艺的特点，集气站场和集中处理站的单站投资有所增加；但于高压集气工艺而言，集气半径扩大了近一半，约减少了一半集气站场，总体可节约站场投资资金约3 000万元人民币。

(4) 其他投资。中(低)压集气工艺取消了注醇工艺，节省注醇管线约700 km；污水处理厂减少了含醇污水处理工艺，可节省约6 000万元人民币，两项合计可减少1.6亿元人民币的投资资金。中(低)压集气工艺无须进行二期增压，可节约二期增压费用约1.2亿元人民币；中(低)压集气工艺还减少了集输管线和污水管线，减少投资资金500万元人民币；中(低)压集气工艺可以减少征地，该部分费用可冲抵部分井场设备投资增加的费用。

4 成本对比分析

按照上述建设投资方案，从操作成本和总成本两方面进行对比。

(1) 操作成本。操作成本主要包括材料费、燃料费、动力费、工人工资、工人福利、井下作业费、测井试井费、维护及维修费、油气处理费、制造费、安全生产费、污水处理费及其他直接费，共13项费用。图3所示为两种集气工艺20年间操作成本曲线。两种操作成本曲线呈双“S”曲线，且相交于一点。在交汇点之前，中(低)压集气工艺的操作成本略高于高压集气工艺，交汇点之后中(低)压集气工艺的操作成本则远低于高压集气工艺。但总体来看，高压集气工艺的操作成本高于中(低)压集气工艺。

图3 两种集气工艺20年间操作成本曲线

(2) 总成本。不仅是操作成本呈双“S”曲线，考虑管理、销售、固定资产折旧、财务费用、税金及附加和勘探费用之后，两种集气工艺的总成本同样类似双“S”曲线。图4所示为两种集气工艺的总成本曲线。

图4 两种集气工艺的总成本曲线

两种集气工艺的操作成本和总成本均呈双“S”曲线，是由工艺本身的特点所决定。高压集气工艺能够有效地利用气藏能量，在开发前期无需经过脱水处理，但开发中期需要增建二期增压设施，开发后期仍需增建天然气脱水设施；中低压集气工艺因井下作业、井口维护费用高，前期压缩机运行也加大了运行成本，但是因其建站数量少而节约了大量的人力资源成本。

通过两种集气工艺的操作成本和总成本对比分析，认为中(低)压集气工艺的成本远低于高压集气工艺。

5 结 语

(1) 高压集气工艺流程简单，管理方便，但中后期需要实施二次增压措施。

(2) 中(低)压集气工艺流程稍显复杂，需井下节流，但是管网压力低，安全风险小。

(3) 综合分析对比，认为中(低)压集气工艺建设投资和经营成本均低于高压集气工艺，在杭锦旗区块应用具有一定经济优势。

今后的研究中，仍需侧重于中(低)压集气工艺的关键技术分析。比如加强井下节流器的可靠性研究，降低其故障率和延长其使用年限，为中低压集输开辟更为广泛的应用前景。

[1] 陈俊亮.鄂尔多斯盆地北部上古气田地面集输工艺[J].油气田地面工程,2011(12):45-47.

[2] 李海林,耿红艳.高压集气与中低压集气的经济对比分析[J].中国石油和化工标准与质量,2012(7):285.

[3] 赵勇.苏里格气田地面工艺模式的形成与发展[J].天然气工业,2011(2):7-19.

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[5] 徐勇.长庆气区开发模式及地面配套工艺技术[J].天然气工业,2010(2):102-105.

[6] 王登海.致密气藏低成本地面工艺优化简化技术:以苏里格气田为例[J].天然气工业,2014(3):126-130.

[7] 岑康.美国页岩气地面集输工艺技术现状及启示[J].天然气工业,2014(6):102-110.

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[10] 陈从磊,李长河.杭锦旗气田集输工艺优化研究[J].石油化工高等学校学报,2017(3):6.

[11] 陈汝培,余汉成.井下节流工艺在低渗透气田的应用[J].天然气工业,2009(2):1-4.

InvestmentandCostAnalysisofTwoDifferentGasGatheringProcessesinHangjinqiArea

TIANHuijie

(Research Institute of Petroleum Engineering Technology, North China Branch of Sinopec, Zhengzhou 450000, China)

At present, two gas gathering processes are mainly used in northern Ordos basin: the high pressure gas gathering process (widely used in Daniudi gas field and Jingbian gas field) and the medium (low) pressure gas gathering process (used in Sulige gas field). Based on the practical exploration and exploitation situation, this paper analyzes their advantages and disadvantages. A capacity building program is assumed to study the difference of the two gas gathering processes from two aspects of investment and cost in Hangjinqi area. Thus the medium (low) pressure gas gathering process is determined to have economic advantages in this area.

Hangjinqi area; high pressure gas gathering process; medium (low) pressure gas gathering process; downhole throttling

2017-08-13

国家科技重大专项“低丰度致密低渗油气藏开发关键技术”(2016ZX05048)

田绘杰(1984 — )，男，河南许昌人，双学士学位，工程师，研究方向为地面工程造价分析与经济评价。

F406

A

1673-1980(2017)06-0051-04